• Radiation Oncology Journal
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• 제35권1호
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• pp.65-70
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• 2017

Purpose: To evaluate the utility of implanted surgical clips for detecting interfractional errors in the treatment of hepatobiliary and pancreatic cancer with postoperative radiotherapy (PORT). Methods and Materials: Twenty patients had been treated with PORT for locally advanced hepatobiliary or pancreatic cancer, from November 2014 to April 2016. Patients underwent computed tomography simulation and were treated in expiratory breathing phase. During treatment, orthogonal kilovoltage (kV) imaging was taken twice a week, and isocenter shifts were made to match bony anatomy. The difference in position of clips between kV images and digitally reconstructed radiographs was determined. Clips were consist of 3 proximal clips (clip_p, ${\leq}2cm$) and 3 distal clips (clip_d, >2 cm), which were classified according to distance from treatment center. The interfractional displacements of clips were measured in the superior-inferior (SI), anterior-posterior (AP), and right-left (RL) directions. Results: The translocation of clip was well correlated with diaphragm movement in 90.4% (190/210) of all images. The clip position errors greater than 5 mm were observed in 26.0% in SI, 1.8% in AP, and 5.4% in RL directions, respectively. Moreover, the clip position errors greater than 10 mm were observed in 1.9% in SI, 0.2% in AP, and 0.2% in RL directions, despite respiratory control. Conclusion: Quantitative analysis of surgical clip displacement reflect respiratory motion, setup errors and postoperative change of intraabdominal organ position. Furthermore, position of clips is distinguished easily in verification images. The identification of the surgical clip position may lead to a significant improvement in the accuracy of upper abdominal radiation therapy.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.218-223
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• 2002

두개외 병소 즉, 척추 등에 발생한 종양 혹은 혈관기형 등의 병소에 대해 침습적 수술이 불가한 경우 정위적 방사선 수술이 임상에서 시도되고 있다. 본 연구는 실험적으로 팬텀에 대해 척추 정위 방사선수술을 시행하고 결과 분석을 통하여 두개외 수술 목표점에 대한 방사선수술 위치 정확도를 평가하고자 한다. 이 실험을 위하여 팬텀을 특별히 고안하였으며 수술실에서 방사선 수술 목표점의 위치는 광학적 추적 장치를 이용하여 결정하였고 3 mm 미세다엽시준기(mMLC; mcro Multi-Leaf Collimator)를 사용하여 시술하였다. 팬텀의 목표점에 대한 방사선수술 오차는 $\pm$1 mm 이내였으며 분할방사선 수술 경우도 $\pm$1 mm 이내였다. 결과적으로 광학적 위치추적 장치를 이용한 두개외 목표점의 방사선 수술은 매우 정확하고 유용한 방법으로 판단된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권2호
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• pp.137-143
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• 2019

The aim of this study was analyzed the setup error of breast cancer patients in intensity modulated radiation therapy(IMRT) with deep inspiration breath holding(DIBH) and was analyzed the dose distribution due to setup error. A total of 45 breast cancer cases were performed a retrospective clinical analysis of setup error. In addition, the re-treatment planning was carried by shifting the setup error from the isocenter at the treatment. Based on this, the dose distribution of PTV and OARs was compared and analyzed. The 3D error for small breast group and medium breast group and large breast group were 3.1 mm and 3.7 mm and 4.1 mm, respectively. The difference between the groups was statistically significant(P=0.003). DVH results showed HI, CI for the PTV difference between standard treatment plan and re-treatment plan of 14.4%, 4%. The difference in $D_5$ and $V_{20}$ of the ipsilateral lung was 5.6%, 13% respectively. The difference in $D_5$ and $V_5$ of the heart of right breast cancer patients was 6.8%, 8% respectively. The difference in $D_5$, $V_{20}$ of the heart of left breast cancer patients was 7.2%, 23.5% respectively. In this study, there was a significant association between breast size and significant setup error in breast cancer patients with DIBH. In addition, it was found that the dose distribution of the PTV and OARs varied according to the setup error.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권2호
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• pp.305-312
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• 2014

목 적 : 동적다엽조준기(dynamic multileaf collimator, DMLC)에서 leaf 속도 정도관리 시 획득된 dynalog 파일을 이용하여 leaf 속도 정확성을 평가하고 정도관리와 모터 교체의 연관성을 분석하여 정도관리의 유용성을 살펴보고, 이를 통해 leaf 속도 정도관리의 적절한 주기를 파악하고자 하였다. 폐암의 정위적체부방사선치료시 실제 적용하고 있는 최대강도투사(MIP) 영상과 호흡위상별(0~90%)영상에서 3차원적으로 재구성된 선량 분포 차이를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 다엽조준기(multileaf collimator, MLC) 모터 120개에 대해 2012년 1월부터 2014년 6월까지 leaf 위치의 정확성과 치료 중심점(isocenter) 일치도 및 leaf 속도의 정확성에 대해 정도관리를 하였다. leaf 위치 정확성은 모눈종이를 사용하였으며, 또한 leaf의 치료 중심점 일치도를 평가하였다. 그리고 약 1~2 주에 1회씩 총 92회의 leaf 속도 정도관리를 통해 모터 교체회수를 파악하여 leaf 속도 정도관리와 모터 교체와의 상관관계를 분석하였으며, 교체된 모터로부터 leaf의 RMS 값이 점차적으로 증가하는 경우와 급격하게 증가하는 경우로 나누어 적절한 정도관리 주기를 평가하였다. 또한 정도관리를 통해 획득된 RMS 값과 전혀 무관하게 그리고 정도관리를 통해 교체된 모터 횟수를 분석하여 leaf 속도 정도관리의 유용성을 알아보았다. 결 과 : leaf 위치의 정확성과 치료 중심점 일치도를 측정한 결과는 TG-142 보고서에서 권고 하는 허용 범위 이하의 정확성으로 관찰되었고, leaf 속도 정도관리는 총 92회를 시행한 결과 MLC 모터 교체 회수는 56회 이었다. 정도관리를 통해 교체된 모터에서 leaf의 RMS 값이 점차적으로 증가한 경우가 급격하게 증가한 경우에 비해 많았으며, RMS 값이 점차적으로 증가하는 경우는 평균값이 0.298 cm 이었고 급격하게 증가한 경우는 평균값이 0.273 cm 이었다. 모두 에러 히스토그램이 1 cm 이상 벗어난 횟수가 측정되어 교체하였다. RMS 값이 점차적으로 증가하여 모터가 교체될 때까지의 소요기간은 평균 22일 정도 였다. 전체 모터 교체 중 정도관리와 무관하게 그리고 정도관리를 통해 교체한 경우가 각각 28회씩으로 나타났다. 또한 방사선치료 도중 MLC 모터 고장으로 인하여 발생되는 치료 지연 시간은 약 20분 정도였다. 결 론 : 본 연구에서는 최근 IMRT 치료가 증가함에 따라 MLC 사용 빈도 역시 증가하고 있는 시점에서 leaf 위치 정확성 및 치료 중심점 일치도 그리고 속도 정확성 평가를 2년 6개월 동안 수행하였다. leaf 속도 정도관리를 통해 분석한 결과로부터 2 주에 한 번씩 정도관리를 수행하는 것이 적절한 것으로 판단된다. 이 주기를 통해서 leaf 속도 저하를 추적 관찰하여 최종 모터의 교체시기를 예측할 수 있을 것이다. 더불어 방사선치료 중 leaf의 모터 고장으로 인한 방사선치료 지연을 방지하여 좀 더 정확한 IMRT 치료가 이루어지겠다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제28권1호
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• pp.77-86
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• 2016

목 적 : 방사선 치료 시 Carbon Fiber Couch에 의한 감약이 일어난다. 본 연구에서는 치료계획 시스템(Treatment Planning System: TPS)을 이용해 Varian사의 Varian Standard Couch(VSC)를 모델링 하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 선형가속기(Clinac IX, VARIAN, USA)의 CBCT(Cone Beam Computed Tomography)를 이용하여 VSC의3가지 조건Side Rail Out Grid(SROG), Side Rail InGrid(SRIG), Side Rail In OutSpine Down Bar(SRIOS)로 스캔 한 후 TPS(Pinnacle9.8, Philips, USA)로 전송하여 Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar를 Automatic Contouring하여 모델링 하였다. 전산화 단층촬영(Light Speed RT 16, GE, USA)으로 스캔 한 Cheese Phantom(Middelton, USA) 을 TPS로 전송하여 모델링 한 VSC를 적용하였다. 측정 점은 Cheese Phantom내의 Ion Chamber(A1SL, Standard imaging, USA)이며 Isocenter에 위치시켜 Energy(4, 10MV), Gantry Angle($5^{\circ}$간격으로 측정), Field Size($3{\times}3cm^2$, $10{\times}10cm^2$)에 변화를 주어 각 100MU의 동일한 조건에서 얻은 계산 값과 측정값을 비교하였으며 Side Bar Upper에 의한 감약을 비교하기 위해 SRIG조건에서 $127^{\circ}$를 포함하였다. 결 과 : CBCT를 이용해 얻은 VSC의 Density를 TPS에서 확인한 결과 $0.9g/cm^3$였으며 Spine Down Bar의 경우 $0.7g/cm^3$로 나타났다.Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar에서 각 17.49%, 16.49%, 8.54%, 7.59%의 감약이 일어났으며모델링의 정확성을 평가하기 위해 계산 값과 측정값을 비교한 결과 평균 1.13%의 오차가 보였으며 Spine Down Bar를 지나는 $170^{\circ}beam$에서 1.98%로 가장 많은오차를 보였다. 결 론 : TPS이용해 모델링 한 VSC의 유용성을 평가하기 위해계산 값과 측정값을 비교한 결과 최대1.98%의 오차를 보였다. 방사선 치료계획 시 VSC를 모델링 하여 적용한다면선량에 대한 예측이 가능해 더욱 정확한 치료를 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권4호
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• pp.209-218
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• 2008

IMRT, 양성자 치료와 같이 방사선 치료 기술이 발전할수록 치료 시 환자의 위치를 확인하고 그 정확성을 평가하는 기술의 중요성이 강조되고 있다. 현재 국립암센터 양성자치료센터에 설치되어 있는 양성자 치료기의 단순 X-선 영상시스템을 이용하여 콘빔 CT (cone-beam CT) 3차원 영상을 획득, 영상유도 방사선 치료의 가능성을 확인하고자 하였다. 양성자 치료기에 설치되어있는 X-선 영상시스템(SDD: 2,108 mm, SOD: 1,511 mm, Varian a277 x-ray tube & Varian Paxscan 4030: a-Si＋DRZ screen)을 이용하여 양성자 갠트리를 $2^{\circ}$씩 회전시켜가면서 기하학적인 오차 측정을 위한 팬톰과 인체 팬톰 (Humanoid phantom, Rando, CA, USA)의 투사영상을 획득하였다. 현재 시스템적으로 연속적인 회전과 영상획득이 지원되지 않아서 영상획득 후 갠트리를 회전하는 방법으로 투사영상을 획득하였다. 기하학적 오차측정을 위한 팬텀과 두경부 팬텀에 대해서 $360^{\circ}$를 회전하며 180장의 투사영상($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127${\mu}m$ pixel pitch)을 관전압 85 kVp, 관전류 80 mA, 조사시간 0.5 s의 조건으로 촬영하였다. 콘빔 CT 영상재구성을 위해 Ram-Lak filter를 적용한 Feldkamp cone-beam 알고리즘을 사용하였으며, 획득한 180장의 투사영상을 사용하여 $0.4{\times}0.4{\times}0.4mm^3$의 voxel size를 가진 $512{\times}512{\times}512$ CT영상을 재구성하였다. 기하학적인 오차 측정방법을 통해 X-선 선원, 검출기와 갠트리의 기하학적 정보를 측정하였다. 측정된 결과에 의하면 검출기가 $0.25^{\circ}$ 회전된 오차를 보이는 것을 발견하였다. 기하학적 교정으로 재구성된 콘빔 CT 영상을 multi-planar view (axial, sagittal and coronal view) 및 3차원 영상으로 재구성하여 비교 평가 하였다. 현재 양성자치료기에 설치되어있는 단순 X-선 영상 시스템에서 기하학적 오차 측정을 위한 볼 팬텀을 이용하여 시스템의 오차를 측정하였다. 측정한 오차를 바탕으로 기하학적 교정을 통해서 두경부 및 복부 팬텀에 대한 3차원 영상인 콘빔 CT 영상들을 재구성하였다. 추후 연속적인 회전을 통한 영상획득이 가능하게 된다면, 보다 정확하고 신속한 영상재구성이 가능 하며 콘빔 CT가 영상유도 양성자 치료에 매우 유용할 것으로 사려된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제21권2호
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• pp.167-173
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• 2003

목적: 선형가속기를 이용한 정위방사선치료 시 GafChromic 필름을 이용하여 조사되는 선량 및 분포를 측정하고 치료 계획에서 계산된 선량분포와의 일치 여부를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 두부 모형의 아크릴 팬텀을 제작하였는데, 팬텀 중심과 또 다른 두 지점에서 전리함을 삽입하거나, 임의 단면에서 필름을 삽입하여 절대선량 및 상대선량분포를 측정할 수 있도록 하였다. GafChromic 필름(MD-55-2, Nuclear Associate, USA)을 폴리스티렌 고체 팬텀 깊이 5 cm에 삽입하여 6 MV 광자선, 0$\~$l12 Gy 선량으로 조사하고, Digitizer를 이용하여 흑화도(Optical density: OD)를 측정하였다. 본원에서 개발한 정위방사선 치료계획시스템 'Linapel'을 이용하여 두부 모형의 아크릴 팬텀의 중심점(Isocenter of Target)을 대상으로, 각각의 빔에 300 cGy 선량이 조사되도록 5 arc 빔 치료계획을 시행하였다. 필름선량측정시스템(RIT113 프로그램)을 이용하여 5 arc 빔 전체가 조사된 GafChromic 필름의 상대선량분포를 측정하고 치료계획에서 계산된 선량분포와 비교하였다. 결과: MD-55-2 GafChromic필름에 대한 흑화도는 조사된 선량에 대하여 선형성을 가지고 있음을 확인하였다. 깊이 변화에 대한 선량 값의 변화와 빔의 횡축에 대한 빔 측면상(profile)도 GafChromic 필름을 이용하여 측정할 수 있었다. 치료계획시스템 'Linapel'을 이용한 치료계획의 선량 계산 값과 측정에서 얻은 절대선량 값을 비교하면 오차범위가 $\pm$3$\%$ 이내에 있음을 확인하였다. GafChromic 필름의 실제 조사된 상대선량분포도를 치료 계획에서 결정된 선량분포도와 비교하면 50$\~$90$\%$에 대하여 $\pm$1 mm의 차이를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 결론: 본 연구를 통하여 GafChromic 필름은 절대선량과 상대선량분포를 측정할 수 있다는 것을 확인시켜 줌으로써, 선형가속기를 이용하는 정위방사선치료에서 치료 전에 선량측정을 위한 방법으로 믿을 만한 정보를 제공할 수 있는 방법으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제18권4호
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• pp.337-344
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• 2000

목적 : 가상 시뮬레이션 기능을 갖는 CT 시뮬레이터의 기하학적인 성능평가를 위한 팬톰을 고안하여 제작하고, 그 팬톰의 성능을 보고하고자 한다. 대상 및 방법: .팬톰은 PMMA 재질로 직경 20 cm, 길이 24 cm인 원통과 25$\times25\times$31 cm$^{3}$인 직육면체가 합쳐진 모양으로 고안하였다. 원통의 겉표면에는 영상결손이 극소화되면서 CT 상에서 잘 구별이 되는 직경이 0.8 mm인 선을 4개의 나선모양으로 부착하였다. 직육면체는 4개의 24$\times24\times$0.5 cm3인 정사각형의 판으로 구성되어 있으며, 각판 위에는 24$\times$24 cm$^{2}$, 12$\times$12 cm$^{2}$, 6$\times$6 cm$^{2}$의 사각형 모양을 갖도록 선을 붙였다. 각각의 정사각형은 원통방향에 대해 0$^{\circ}$ , 15$^{\circ}$ , 30$^{\circ}$가 되도록 배치하였다. 직육면체의 부분에서는 조사면 및 치료 테이블의 각도, 콜리메이터 각도, 동중심점의 이동, SSD를 측정을 할 수 있으며, 원통형 부분에서는 갠트리 각도의 정확성을 평가하도록 고안하였다. 가상 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 다양한 조건의 가상적인 시뮬레이션을 수행하였으며 가상 시뮬레이션의 결과를 이용하여 CT 시뮬레이터의 기하학적인 QC/QA를 수행하였다 결과 : 팬톰의 한 부분인 직육면체 스캔을 통해 얻은 DRR에서 구현된 각 24 cm 조사면의 크기에서 1 mm 이내의차이, 동중심점 이동에서는 0.5$\~$1 mm 차이가 있었음을 알 수 있었다. 콜리메이터 회전과 치료대 회전에서는 각각 0.5$\~$l$^{\circ}$ 의 차이가 있었고, 갠트리 회전에 있어서는 0.5$\~$1$^{\circ}$ 오차가 있었다. 슬라이스 간격이 10 mm 조건이 2$\~$5 mm 조건보다 영상구분의 어려운 점은 있었으나 결과는 유의할만한 차이가 없었다. 결론 : 자체 제작한 팬톰을 가지고 가상적인 모의 시뮬레이션을 했을 때 최대 2 mm와 1$^{\circ}$ 이내의 오차가 있었고 또한 스캔의 조건에 따라 오차가 변할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 시뮬레이터에서 DRR을 구현했을 때 각각의 치료 조건들에 대해 오차가 임상적용 범위 안에 있어서 이 팬톰을 이용하여 주기적인 QC/QA에 사용할 수 있음을 보였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권1호
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• pp.19-26
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• 2017

목 적: 양성자 치료계획에서 metal 재질의 fiducial marker에 의한 선량 계산오차를 최소화하려면 density override의 적용은 매우 중요하다. 하지만 실제 metal 재질로 density override을 할 경우 정확한 contouring 및 range compensator 제작에 어려움이 있기에 본 연구에서는 fiducial marker의 주변 재질로 density override를 시행하고 fiducial marker의 위치, 재질, beam의 개수에 따른 선량분포를 비교, 분석하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법: Water phantom을 이용하여 fiducial marker의 위치를 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 1.5, 2.5, 4.0, 6.0 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 실제 metal 재질 및 주변 재질로 density override를 적용한 치료계획을 세웠다. 또한 본원에서 양성자치료를 받은 간암 환자 1명을 선정하여 proton beam의 최대 비정 끝에서부터 0, 1.5, 3.5 cm로 설정하고 재질로는 gold, steel, titanium으로 설정하여 치료계획을 세웠다. Fiducial marker의 재질, 위치 및 beam의 개수에 따른 PTV 내에 Homogeneity Index(HI), Conformity Index(CI), 종양에 가장 근접한 Organ At Risk(OAR)인 Esophagus의 maximum dose을 평가 지표로 설정하고 비교 분석하였다. 결 과: Water phantom 및 간암 환자를 대상으로 한 치료계획에서 fiducial marker의 위치에 따른 Homogeneity Index를 분석한 결과 실제 metal 재질로 density override 했을 때보다 주변 재질로 density override했을 때 Homogeneity Index가 감소했으며 주변 재질의 density override에서 하나의 beam에 대해서는 최대 비정 끝에서 멀리 위치할수록, 두 개 이상의 beam에서는 isocenter에 가까이 위치할수록 Homogeneity Index가 증가하였다. Fiducial marker의 위치에 따른 Conformity Index 및 종양 주위 OAR의 maximum dose를 분석한 결과 주변 재질로 density override 했을 때 Conformity Index는 1에 가까웠으며 OAR의 maximum dose는 크게 감소했다. 결 론: 일반적으로 임상에서 사용하는 작은 fiducial marker에 대해서 실제 metal 재질이 아닌 주변 재질로 density override 했을 때 선량 균등도 및 target coverage를 높이는 동시에 주변 정상조직에 대한 선량을 줄일 수 있었다. 따라서 fiducial marker을 최대한 피해서 치료계획을 세우는 것이 바람직하지만 beam path 상에 fiducial marker가 있는 경우 주변 재질의 density override 시행함으로써 보다 정밀한 양성자 치료 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권1호
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• pp.71-79
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• 1998

목적 : 비 상업용 3차원 컴퓨터치료계획시스템인 Plunc의 구축 사례를 소개하고 이의 임상적용 가능성에 대하여 검증하고자 한다. 대상 및 방법 : 미국 North Carolina 대학에서 개발된 3차원 치료계획시스템인 Plunc의 소스코드를 제공받아, PC용 Unix인 Linux 환경의 Pentium Pro 200MHz(128MB RAM, Millennium VGA)에서 설치하였다. 본과의 6MV 광자선(Siemens MXE 6740)에 대한 출력인자, 최대산란비, 최대산란인자, 쐐기의 모양 및 감쇄인자 등의 빔데이터를 입력한 후, 일반적인 치료조건인 loom 깊이의 회전중심점에서의 심부선량백분율, 선량측면도, oblique 입사빔 및 공기간격 하에서의 선량계산 결과를 물팬톰에서의 측정치와 비교, 분석하였다. 결과 : Plunc는 원래 CT 영상데이터를 이용한 모의치료기로써 개발되어, 빔 설계가 매우 편리하도록 사용자 인터페이스가 구성되어 있으며, BEV, DRR 및 영상합성 등의 기능을 갖추고 있다. 선량계산은 10초 정도가 소요되는 3차원 선량분포나 선량체적히스토그람을 제외하고는 거의 실시간으로 실행되었다. Plunc에 의한 선량 계산 값을 측정값과 비교한 결과, 심부선량백분율의 경우, 선량증가영역을 제외하고는 $1\%$이내에서 일치하였다. 또한, 선량측면도의 경우, $5\%$가량의 선량감소를 나타내는 치료영역 크기 밖의 저선량 영역을 제외하고는 $2\%$ 이내에서 일치하였다. Oblique 입사 빔의 경우, 빔 중심축을 포함하는 평면상의 선량분포가 선량이 $30\%$ 이하인 영역을 제외하고는 비교적 잘 일치하였다. 공기간격을 통과한 빔에 대한 선량측면도의 비교 결과, 중심 축에서의 선량 값에 대해 $5\%$의 오차를 보였다. 결론 : Plunc의 광자선량계산의 정밀도는 일반적인 치료조건하에서 약 $2-5\%$ 내외의 오차로써, 측정치에 대한 보정에 근거한 알고리즘을 사용하는 일반 치료계획시스템과 비슷한 수준이라 사료된다. 현재로서는 전자선에 대한 선량계산이 불가능하기 때문에 완전한 형태의 치료계획시스템이 되기 위해서는 향후, 전자선에 대한 계산모듈의 개발과 광자선 선량계산 또한 보다 정밀한 선량계산이 가능한 컨벌루션 방법과 같은 3차원 선량계산모듈의 개발도 필요하다. Plunc는 상업용 3차원 치료계획 시스템의 사용이 현실적으로 어려운 여건의 병원에서 2차원 치료계획시스템과 상호 보완적으로 사용한다면 2차원 치료계획시스템이 갖는 많은 제약을 극복할 수 있을 것으로 사료된다.